本文關鍵詞：微納米花狀氧化鋅復合材料的制備及光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)化進程不斷加快,環(huán)境污染日益嚴重,尋求制備環(huán)境治理材料是前沿課題。半導體光催化技術具有強氧化力、低能耗、易操作、無二次污染、可重復利用等特點,它作為一種綠色環(huán)保技術,受到了廣泛關注。其中,氧化鋅(Zn O)材料是研究的比較成熟半導體光催化劑。在目前制備出的Zn O材料中,由于三維花狀結構可以避免Zn O納米粒子的團聚、增大Zn O的比表面積,提高Zn O半導體催化劑的光催化效率,吸引著越來越多的研究者的關注。作為光催化劑,Zn O存在著一些缺點,比如量子效率低、禁帶寬度寬和對太陽光的利用率低等,這些缺點限制了其在光催化領域的深入研究和實際應用。本論文的工作內容是制備各式三維花狀結構Zn O復合光催化劑,并通過光催化降解染料的實驗來評價制備樣品的光催化性能。具體的工作內容如下:1.采用低溫水熱法和光還原法合成三維多孔花狀Ag/Zn O復合材料。在實驗中,探究Ag的含量對多孔花狀Zn O材料的結構、形貌、光學性能及光催化性能的影響。實驗結果表明,Ag的沉積并沒有改變多孔花狀Zn O的結構和形貌,但Ag的沉積能有效地將Zn O的光譜響應范圍擴展到了可見光區(qū),預示著Zn O在可見光區(qū)可以發(fā)揮其光催化性能。在光降解實驗中選用羅丹明B溶液(Rh B)作為降解染料,紫外光和可見光下應用制備的催化劑對Rh B溶液進行降解,結果表明,多孔花狀Ag/Zn O催化性能高于制備的Zn O和商用Ti O2(P25),這樣的實驗結果充分說明Ag的沉積可以提高Zn O的光催化性能。2.采用低溫水熱法首次合成了三維多孔花狀Ce摻雜Zn O復合材料。討論不同摻雜量Ce對多孔花狀Zn O的結構、形貌及光學性能的影響,同時以Rh B溶液作為目標降解物,在紫外光照射下探究實驗中制備樣品的光催化性能。結果表明,當有少量Ce4+摻雜時,多孔花狀Zn O能保持原有形貌,Ce4+摻雜過多時,Zn O的多孔花狀結構遭到不同程度的破壞。在光催化實驗中,可以發(fā)現(xiàn)Ce4+的摻雜能有效的提高Zn O的光催化效率。在不同形貌Ce摻雜的Zn O光催化劑催化性能的對比實驗中,我們可以發(fā)現(xiàn)多孔花狀結構由于其獨特的結構特點,對光催化降解實驗起到促進作用。3.應用水浴法和光還原法相結合的方法,制備出不同Ag含量的Ag/Zn O光催化劑。實驗中對所制備樣品進行表征,結果表明實驗成功合成六角微米花狀Ag/Zn O。在本部分,討論了不同Ag的沉積量對所制備Zn O樣品結構、形貌及光催化性能的影響。在光催化實驗中,可以發(fā)現(xiàn)Ag的沉積增強了Zn O的光催化效率,同時Ag的含量不同也影響著Zn O的光催化降解性能。光催化循環(huán)實驗證明,六角微米花狀Ag/Zn O有較強的光催化穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：ZnO 三維結構 多孔花狀結構 Ag/ZnO Ce摻雜ZnO 光催化劑
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 引言12
• 1.2 半導體光催化技術12-15
• 1.2.1 半導體光催化技術概述12-13
• 1.2.2 光催化反應原理13-15
• 1.3 ZnO半導體材料結構及應用15-16
• 1.3.1 ZnO的結構15
• 1.3.2 ZnO材料的應用15-16
• 1.4 ZnO光催化性能研究概述16-20
• 1.4.1 ZnO材料在光催化反應中的應用16
• 1.4.2 目前ZnO光催化劑存在的不足16
• 1.4.3 提高ZnO光催化活性的途徑16-20
• 1.5 ZnO復合光催化劑的制備方法20-24
• 1.5.1 Ag/Zn O復合催化劑的制備方法20-23
• 1.5.2 Ce摻雜ZnO復合材料的制備方法23-24
• 1.6 論文的研究內容及創(chuàng)新點24-26
• 參考文獻26-32
• 第二章 三維多孔花狀Ag/ZnO復合材料的制備、表征及光催化性能研究32-48
• 2.1 引言32-33
• 2.2 實驗部分33-35
• 2.2.1 試劑與儀器33
• 2.2.2 三維多孔花狀ZnO的制備33-34
• 2.2.3 三維多孔花狀Ag/ZnO復合材料的制備34
• 2.2.4 樣品表征34
• 2.2.5 光催化實驗34-35
• 2.3 結果與討論35-43
• 2.3.1 樣品表征35-41
• 2.3.2 樣品光催化性能的研究41-42
• 2.3.3 光催化降解機理的研究42-43
• 2.4 本章小結43-45
• 參考文獻45-48
• 第三章 微米花狀Ce摻雜多孔ZnO復合材料的制備與光催化性能研究48-66
• 3.1 引言48
• 3.2 實驗部分48-50
• 3.2.1 試劑與儀器48-49
• 3.2.2 微米花狀Ce摻雜多孔ZnO復合材料的制備49
• 3.2.3 樣品表征49-50
• 3.2.4 光催化實驗50
• 3.3 結果與討論50-61
• 3.3.1 制備不同Ce摻雜量的多孔ZnO微米花50-56
• 3.3.2 不同煅燒溫度對制備Ce摻雜多孔ZnO微米花的影響56-58
• 3.3.4 樣品光催化性能的研究58-60
• 3.3.5 光催化降解機理的研究60-61
• 3.4 本章小結61-62
• 參考文獻62-66
• 第四章 三維六角花狀Ag/ZnO復合材料的制備與光催化性能研究66-82
• 4.1 引言66
• 4.2 實驗部分66-68
• 4.2.1 試劑與儀器66-67
• 4.2.2 三維六角花狀ZnO的制備67
• 4.2.3 三維六角花狀Ag/ZnO復合物的制備67-68
• 4.2.4 樣品表征68
• 4.2.5 光催化實驗68
• 4.2.6 羥基自由基（·OH）的探測68
• 4.3 結果與討論68-78
• 4.3.1 樣品表征68-74
• 4.3.2 樣品光催化性能的研究74-75
• 4.3.3 光催化降解機理的研究75-76
• 4.3.4 羥基自由基（·OH）的探測76-77
• 4.3.5 對制備樣品催化穩(wěn)定性研究77-78
• 4.4 本章小結78-79
• 參考文獻79-82
• 第五章 結論82-84
• 學術成果及獲獎情況84-86
• 致謝86

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